A observação das estruturas celulares desempenha um papel fundamental na pesquisa científica, especialmente para compreender os processos biológicos básicos. No entanto, os microscópios convencionais, embora eficazes para muitas aplicações, são limitados por uma resolução que não permite visualizar as estruturas menores dentro das células.
Esse limite, situado em torno de 200 nanômetros, restringe nossa compreensão de alguns aspectos essenciais, como as interações dentro da célula ou entre as células, frequentemente invisíveis com as técnicas atuais.
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Os pesquisadores enfrentam desafios significativos ao tentar observar estruturas tão pequenas quanto os tubos que formam o citoesqueleto das células, com um diâmetro de apenas sete nanômetros. Da mesma forma, a fenda sináptica, que separa duas células nervosas ou uma célula nervosa e uma célula muscular, mede entre 10 e 50 nanômetros. Essas dimensões estão bem abaixo do que os microscópios tradicionais conseguem capturar, tornando essas áreas críticas praticamente invisíveis para os cientistas. A falta de detalhes precisos nessa escala limita a compreensão dos mecanismos celulares.
Diante desses obstáculos, pesquisadores das universidades de Göttingen e Oxford, em colaboração com o Centro Médico Universitário de Göttingen (UMG), desenvolveram um microscópio fluorescente inovador. Este microscópio baseia-se na técnica de "microscopia de localização de moléculas únicas", que permite visualizar estruturas com uma precisão sem precedentes. Este método consiste em ativar e desativar moléculas fluorescentes em uma amostra, a fim de determinar sua posição exata. Com essa abordagem, é possível modelar a estrutura inteira da amostra com base na localização precisa de cada molécula fluorescente.
A equipe liderada pelo professor Jörg Enderlein na Faculdade de Física da Universidade de Göttingen introduziu melhorias significativas nesta técnica. Ao integrar um detector ultra-sensível e usar uma análise de dados especializada, conseguiram dobrar a resolução, elevando-a de 10-20 nanômetros para 5 nanômetros. Este avanço permite revelar detalhes até então invisíveis, especialmente nas áreas de conexão entre duas células nervosas, onde agora é possível observar a organização das proteínas com precisão extrema.
Além do seu desempenho, esta tecnologia destaca-se pela facilidade de uso e pelo seu custo relativamente baixo. Os pesquisadores destacam que esta nova abordagem pode ser amplamente adotada no campo da pesquisa, graças, em particular, ao desenvolvimento de um software de código aberto para processamento de dados. Este software, disponível para todos, permitiria que outros cientistas se beneficiassem desta tecnologia avançada sem grandes obstáculos financeiros ou técnicos.
O desenvolvimento deste microscópio de alta resolução representa um avanço significativo para a microscopia e a pesquisa em biologia celular. Ao tornar o invisível visível, ele abre caminho para novas descobertas sobre o funcionamento interno das células e sobre as interações em escala nanométrica, anteriormente fora de alcance. Esta tecnologia tem o potencial de transformar nossa compreensão dos processos biológicos e oferecer novas perspetivas no campo da pesquisa médica.
Autor do artigo: Cédric DEPOND
Fonte: Nature Photonics